试论有机化合物的同分异构现象
摘 要:有机化合物的同分异构体的推导和相互转换是有机化学的重要内容,对有机化合物的各种同分异构现象进行了解,以期给有机化工相关工作带来便利。
关键词:有机化合物 同分异构体 同分异构现象
有机化合物的同分异构相当复杂,又非常普遍,所以对机化学必须全面了解同分异构现象及性质。化学上,同分异构体是一种有相同化学式,有同样的化学键而有不同的原子排列。很多同分异构体有相似的性质。有机化合物的同分异构现象有机化合物有着非常丰富的同分异构现象,概括如下:有机化合物的分子结构包括三个层次,即构造、构型、构象。构造是指有机物分子中各原子或原子团之间的结合顺序或排列顺序;构型是指有机物分子中的各个原子或原子团在空间的排列方式;构象是指在有机物分子中,由于围绕单键旋转而产生的原子或原子团在空间的不同排列形象。
一、同分异构体的定义和性质 化学上,同分异构体是一种有相同化学式,有同样的化学键而有不同的原子排列的化合物。简单地说,化合物具有相同分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象;具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。很多同分异构体有相似的性质。
同分异构体的组成和分子量完全相同而分子的结构不同、物理性质和化学性质也不相同, 如乙醇和甲醚。 同分异构体简称异构体,有机物中的同分异构体分为构造异构和立体异构两大类。具有相同分子式,而分子中原子或基团连接的顺序不同的,称为构造异构。在分子中原子的结合顺序相同,而原子或原子团在空间的相对位置不同的,称为立体异构。 构造异构又分为(碳)链异构、位置异构和官能团异构(异类异构)。立体异构又分为构象和构型异构,而构型异构还分为顺反异构和旋光异构(又称对映异构)。
二、同分异构体
分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体。 1.对“分子式相同”的理解
1.1分子量相同的有机物一定有相同的分子式吗?不一定,如甲酸和乙醇(式量46)、乙酸和丙醇(式量60)、丙酸和丁醇(式量74)、壬烷(C9H20)和萘(C10H8)(式量128)等。
1.2组成元素相同且最简式也相同的有机物一定有相同的分子式吗?不一定,如环丙烷和乙烯、乙炔和苯、甲醛和乙酸和葡萄糖等。
1.3分子量相同、元素百分含量相同(或最简式相同)的有机物一定有相同的分子式吗?一定。
2.对“结构不同”的理解:这里的结构是指空间构型不同,要注意结构简式书写的等效性。如就是同一种结构,只是书写方式不同罢了。
3.对“化合物”的理解
3.1有机化合物之间可以互为同分异构体;有机化合物和无机化合物之间可以互为同分异构体,如NH4CNO和CO(NH2)2,前者为无机化合物,后者为有机化合物;无机化合物之间也可以互为同分异构体。
3.2既不是单质,也不是混合物,也不是原子,如O2和O3;H、T、D就不
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